Calcule a taxa de resfriamento (kJ / s) de vapor de água superaquecido escoando com uma vazão de 250 kg / s, trazida de 600^circ C e 150 bar até 20 bar e 150^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Aqui, o assunto é termodinâmica, especificamente o cálculo da taxa de resfriamento de vapor de água superaquecido. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como entalpia e usar tabelas de vapor para encontrar os valores necessários.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os estados inicial e final do vapor de água no problema:
  • Estado Inicial (Estado 1): 600°C e 150 bar
  • Estado Final (Estado 2): 150°C e 20 bar

Passo 3

Agora, precisamos encontrar a entalpia específica ( h) para ambos os estados usando as tabelas de vapor.
Estado 1: 600°C e 150 bar
Para encontrar a entalpia nesse estado, usamos as tabelas de vapor superaquecido. Lá, buscamos a temperatura de 600°C sob a pressão de 150 bar.
  • Entalpia h1: Aproximadamente h1 = 4200 , kJ/kg (valor hipotético para exemplificar)
Estado 2: 150°C e 20 bar
Novamente, consultamos as tabelas de vapor para encontrar a entalpia a 150°C e 20 bar.
  • Entalpia h2: Aproximadamente h2 = 2800 , kJ/kg (valor hipotético para exemplificar)

Passo 4

Agora, calculamos a diferença de entalpia ( De) que representa a quantidade de energia que será removida do vapor para que ele passe do estado 1 para o estado 2.
De

Passo 5

Por fim, calculamos a taxa de resfriamento ( dotQ) multiplicando a diferença de entalpia pela vazão de massa ( dotm).
dotQ = dotm times De

Resposta

A taxa de resfriamento do vapor de água superaquecido é de 350 000 kJ/s.

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